寬厚板廠2500區精整北線控制系統優化及新功能開發

王成龍

摘要：針對檢修公司提出“零設備影響時間”的方針政策，軋鋼部根據寬厚板廠關鍵裝備性能的深度挖潛改進分析和工藝流程的進一步匹配設計，提出了精整北線控制系統優化升級，配合產線開發新功能的技術方案。

關鍵詞：寬厚板廠;2500區;精整北線;控制系統;優化;新功能開發

引言

2500區精整北線自2006年5月投入使用以來，設備運行正常，各項參數達到了設計要求，經不斷進行改造、挖潛，實現了一鍵式剪切系統自動運行。但隨著對產量和質量要求的不斷提高，精整北線的剪切質量和順暢與否已成為制約生產提高的“瓶頸”，主要表現在以下幾個方面：

a、雙邊剪控制系統出現“跑偏”現象，造成鋼板定位不準。

b、定尺剪控制系統隨著定尺機投用，操作人員發現許多不便，例如：誤操作導致定尺機減速機構損壞事故；剪切鋼板時必須轉動輥道才能保證鋼板不短尺；只能統計鋼板的張數等問題。

c、傳送輥道控制系統在線使用的變頻器AB1336F現已停產，備件基本上已經用完，如果變頻故障，則無法恢復，影響產線正常運行。

d、噴號機控制系統原采用先噴鋼板頭部，再側噴的方式進行噴印，制約了生產的節奏，產線要求開發新功能。

因此，針對以上問題對精整北線控制系統優化升級，配合產線開發新功能對穩定運行具有重要的意義。

1概述

隨著用戶對產品實物質量的要求與期望值越來越高，精整生產工藝越來越重要。濟鋼寬厚板廠2500區擁有兩條精整線，但是由于老線設備陳舊磨損嚴重，剪切精度達不到要求，現在85%的鋼板都走精整北線。精整北線于2006年5月投入使用以來，大部分主體設備和控制技術基本全部由國外引進。具有全自動剪切控制功能，剪切能力高達5000噸，能剪切的鋼板規格范圍是：厚6---100mm、寬1500---2500mm、長5000---20000mm，

寬厚板廠剪切控制系統是2500mm剪切自動控制系統的核心部位。該系統是由西馬克公司負責研制開發并施工的，該系統具有的主要功能有：剪切控制模型的計算、鋼板傳送定位、人機接口（HMI）、各種剪切數據信息實時跟蹤等功能。自動剪切系統運行基本正常，近年來，隨著過鋼量的加大，機械磨損原因出現精度不準現象，需要優化剪切控制工藝、配套精整區設備改進和工藝優化來實施來提高剪切精度。通過控制方式改造，工藝開發與應用，較好地滿足了產線需求，為寬厚板廠的生產發展發揮了良好作用。

2系統優化改造設計方案

2.1雙邊剪剪切控制方式改進

雙邊剪剪切控制原采用人工手動激光劃線確定寬度，通過激光劃線裝置劃出的線由磁力對中裝置進行鋼板對正，然后由該輥道將鋼板輸送到雙邊剪前人口夾送輥處，根據板厚確定夾送輥的壓力及剪刃的側隙。開動夾送輥及雙邊剪開始對鋼板進行切邊，同時把剪下的廢邊切成一定長度的碎塊，由廢邊運輸機運出線外并進行收集。但由于手動移動激光劃線，極易造成鋼板兩邊切邊量不同，造成鋼板精度異議。

原系統中，控制思路為：控制程序根據操作人員輸入的鋼板厚度，寬度確定鋼板剪切模型，模型包括夾送輥壓力，充油量等數據。但原設計中，存在比例閥閥臺與兩側夾送輥管路長度不一致，液壓缸性能無法保證完全一致，夾送輥輥套測量公差等情況，造成夾送輥兩側存在壓差，下落速度不一致，夾送輥輥套磨損程度不同，從而造成鋼板剪切出現鐮刀彎，鋼板表面劃傷等現象。

2.2定尺剪控制系統的優化

定尺機系統投用后由于鋼板與擋板是軟接觸，操作無法判斷鋼板是否到位，剪切時通常轉動著擺動臺輥道和輸出輥道。而且，剪切完鋼板后，需手動抬起擋板傳送鋼板，由于剪切任務緊張，有時候修改完尺寸忘記手動抬擋板，導致設備受損。

2.3噴號機新功能的開發

現場檢測裝置在原有光電檢測原件的基礎上，在1#檢查臺與1#剁板臺之間增添一個ECO的光電開關。現場檢測元件的電源均為24V；從操作臺引出一路24V電源作為控制電源。選用操作臺控制柜原有的AB的1796IB16模塊作為開關量輸入模塊。

按照精整車間的工藝要求，控制流程對程序作如下優化：

當鋼板到達新添光電開關照射的位置時，PLC向變頻器傳送減速指令，結合現場實際，利用原有的光電開關作為輥道變頻器停止信號。鋼板到達指定位置后，操作人員按下噴印按鈕，面噴和側噴可以同時噴印。

2.4輥道傳送系統的升級

由于收集區的大部分變頻器都是一拖多的模式，因此需敷設多根動力電纜從變頻器到現場電機，給短時間的改造帶來了麻煩。現場查看后發現1#垛板臺原變頻器到現場電機之間經過電抗器，只需敷設從新變頻器控制柜到電抗器之間的電纜即可，對1#剁板臺變頻器升級改造是最優選擇。根據收集區配電室設計柜體尺寸，參照現場電機的額定功率及額定電流選擇適宜的斷路器、接觸器、變頻器型號，按照控制要求設計新變頻柜的電氣施工圖。

拆除原1#剁板臺1336F變頻器的出線，保留原柜體，從新柜體到原柜體敷設4條3*35動力電纜，2根作為新柜體的主回路進線接原柜體母排出線，2根接原柜體中的電抗器一端作為連接現場電機的出線，從新柜體到PLC控制柜敷設一根控制電源線和控制網電纜。

控制系統采用AB的Controllogix，通訊網絡選用控制網，控制網絡掛接在收集區PLC第14槽的CNB下。自動控制系統使用RSLogix5000編程軟件對硬件系統進行組態，使用RSNetWorxforControlNet軟件進行ControlNet控制網絡優化，使用RSNetWorxforDeviceNet軟件進行DeviceNet設備網絡優化。AB700變頻器參數使用DriveTools軟件進行設置。

2.5應用效果及優勢

本項目針對影響精整北線運行的多方面的問題，通過嚴謹的技術改造與科技創新，利用現有的裝備基礎，優化雙邊剪、定尺剪剪切控制系統優化，升級了輥道傳送控制系統，開發出了噴號機噴尾且面噴和側噴同時噴印的新功能

該項目正式投入運行后，表現出以下三點優勢：

（1）減少了操作人員的勞動強度，提高了工作效率。

（2）提升了產線的電氣設備裝備，為下一步大面積升級打下堅實基礎。

（3）投資小，收益大，節約了電耗成本。

3經濟效益：

項目正式投入運行后，鋼板的定尺精度有效控制在±1mm，從根本上消除了尺寸不合格鋼板的數量，減少了改判造成的損失。尺寸改判率從0.165%下降到0.095%，按每噸改判損失200元，則可創直接經濟利益：￥=尺寸改判率從0.165%降低到0.095%，降低成本為：￥=A×b×M=產量×下降的改判率×損失費=1108105.9×（0.165%-0.095%）×200元=155.1萬元降低了精整北線設備影響時間：每月減少停機時間1小時，按每小時軋180噸鋼，生產月份為12個月，年創效為12.6萬元。年創效總額高達167.7萬元。

結語

簡單的操作加快了2500區北線精整軋制節奏，提高了生產效率。同時，故障率降低，機械設備檢修周期加長，減輕了檢修人員的勞動強度，節省了大量的人力，財力以及能量消耗，取得了較好的社會效益。

參考文獻

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